KR101507821B1 - 도관 보수용 시트 및 이를 이용한 도관 보수방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도관 보수용 시트 및 이를 이용한 도관 보수방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지하에 매설된 도관을 단시간에 간단하게 보수할 수 있는 도관 보수용 시트 및 이를 이용한 도관 보수방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 도관 보수용 시트는 디사이클로펜타디엔으로 개질된 불포화폴리에스테르 수지, 증점제, 경화제, 충진제 및 유리섬유를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 도관 보수용 시트를 이용하여 지하에 매설된 도관에 대한 비굴착 보수 작업을 실시할 경우, 작업 현장에서 전처리 과정이 필요 없으므로 작업 시간을 극적으로 단축시킬 수 있고, 작업 현장 상황이나 작업자의 숙련도에 따른 작업 편차없이 도관 보수를 성공적으로 마칠 수 있다.

Description

도관 보수용 시트 및 이를 이용한 도관 보수방법{Sheet for Conduit Repair and Method for Repairing Conduit Using the same}
본 발명은 도관 보수용 시트 및 이를 이용한 도관 보수방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지하에 매설된 도관을 단시간에 간단하게 보수할 수 있는 도관 보수용 시트 및 이를 이용한 도관 보수방법에 관한 것이다.
과거에는, 지하에 매설된 하수관 등의 일부가 파손되어 누수가 발생하는 등의 경우, 문제 지점 상부의 지면으로부터 관이 매설된 위치까지 땅을 파고 들어가 관을 노출시킨 후, 문제가 된 관을 보수하거나 교체하는 등의 방식으로 굴착 보수 작업을 행하는 것이 일반적이었다.
그러나, 이러한 방식은 굴착 작업 자체가 어려울 뿐만 아니라 굴착 지점의 정확도를 기하기 어렵고, 노면이 포장 되어 있는 경우 이를 뜯어내고 작업한 후 다시 포장 작업을 해야 하는 번거로움이 있는 등 작업에 많은 인력 및 장비를 필요로 하는 동시에, 작업을 위해 상대적으로 넓은 영역 및 긴 시간을 필요로 하여 일반 보행자나 차량 등의 통행에 큰 지장을 주는 등의 문제점이 있었다.
이러한 단점을 개선하기 위하여, 비굴착 공법에 의하여 하수관 등의 도관 파손, 불량 부위를 손쉽게 보수할 수 있도록 구성된 장치들이 고안되어 왔다.
이러한 비굴착 공법은 대체적으로, 관 내에서 이동이 가능하도록 구성된 장치를 맨홀 등을 통하여 관 내부에 삽입한 후, 파손되거나 불량한 부위 까지 장치를 이동시킨 후 원격 제어하여 문제 지점을 보수하는 방법으로 이루어지는 데, 보수하여야 하는 도관의 종류나 파손, 불량의 상태에 따라 다양한 장치들이 개발되어 있다.
상기한 비굴착 공법 중, 일본의 한 업체에서 개발한 것으로 알려진 ASS(Air Shooting System) 공법이라는 것이 있다.
ASS 공법은, 특수 고무 등으로 제작된 팽창 부재가 몸통부를 구성하는 원통형의 보수 장치를 사용하여 수행되며, 상기 장치의 겉면에 보강재를 감은 상태로 보수 지점까지 이동시킨 후, 장치 내에 공기를 주입하여 몸통부를 이루는 팽창 부재의 팽창으로 인해 그 겉면에 위치한 보강재가 관내에 밀착되도록 하고, 일정 시간이 흐르면 보강재가 관내에 접착된 상태로 경화되므로, 이 때에 장치 내의 공기를 빼고 보수 장치를 다시 수거하는 방식으로 이루어진다.
이와 같은 ASS 공법은, 예를 들어 관 내측에 대략 10㎝ 정도 반경의 크랙 부분이 발생하였을 경우, 보수 부분을 정밀하게 설정해 주어야 할 필요 없이 해당 부분 주변의 관 내측면 전체를 보강재로 덮는 방식이므로, 정밀한 제어를 위한 고가의 장치나 복잡한 조작을 필요로 하지 않고, 또한 플렉서블하게 팽창하는 특수 고무로 구성된 팽창 부재의 특성에 따라, 배수관 등의 일부 균열, 관의 이음부에 생긴 틈새, 단차, 관의 어긋남 등 다양한 형태의 파손, 불량 부위를 폭넓게 보수할 수 있다는 장점이 있다.
그러나, 상기한 바와 같은 보강재를 이용한 ASS공법의 경우, 보강재가 경화될 때까지 보수 장치의 팽창상태를 유지한 채 보강재를 관 내측면에 밀착시켜 주어야 하며, 따라서, 통상적인 도관 보수 작업시에는 하루 이상 이러한 상태를 유지하여야 하므로 여전히 작업에 소요되는 기간이 긴 단점이 있었다. 더욱이, 전술한 바와 같이 하루 이상 보강재를 양생 시킨 후 장치를 제거하였더라도, 보강재가 충분히 경화되거나 도관 내면에 단단히 접착되지 않은 상태일 경우가 많을 뿐 아니라, 도관 내의 오염 물질이나 도관을 흐르는 유체 등으로 인하여 도관 내면에 접착된 보강재가 충분히 경화되지 못하고 떨어지는 경우가 많았다.
이러한 단점을 해결하고자, 보수 장치의 내부에 전열 코어 등을 장착하여 팽창 부재 내측의 공기 온도를 높여줌으로써 접착면에 열을 가하여 보강재의 경화를 촉진 시키는 방법이 알려져 있으며, 이러한 방법으로 어느 정도 경화 시간 단축의 효과를 얻을 수 있었으나, 열 전도의 효율이 떨어지는 등의 원인으로 인해 접착부의 온도 제어가 어렵고, 여전히 보강재의 완전한 양생에는 상대적으로 긴 시간이 소요되므로 작업 시간내에 충분한 강도 및 접착력을 얻기 어려운 점 등 충분한 효과를 얻지 못하는 단점이 있었다.
도 2에 도시된 바와 같이, 한국등록특허 제0713806호에서는 관 내부에 밀착된 보강재에 효과적으로 높은 온도를 가함으로써 보강재 경화를 위해 필요한 양생 시간을 극적으로 단축시킬 수 있으며, 짧은 시간 내에 보강재의 강한 경도와 접착력을 얻을 수 있도록 하기 위하여, 팽창부재의 내측면에 접한 형태로 설치된 전열재들을 구비하는 도관 보수 장치를 개시하였으나, 현장에서 보강재 준비 단계로서 유리 섬유 등에 경화 수지 등을 함침한 후 적층하여 보강재를 제조하고, 제조된 보강재를 도관 보수 장치의 외면에 둘러서 부착해야 하는 과정을 수행해야하기에, 작업 현장 상황이나 작업자의 숙련도에 따라 작업 편차가 발생되며, 발열 조건 등 해당 장치의 성능을 보다 적극적으로 활용하여 경화 시간을 더욱 단축시킬 필요성이 있었다.
이에, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 디사이클로펜타디엔으로 개질된 불포화폴리에스테르 수지, 증점제, 경화제, 충진제 및 유리섬유를 포함하는 도관 보수용 시트를 이용할 경우, 강도 및 접착력이 우수하여, 도관 보수를 성공적으로 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 전열재를 구비한 도관 보수 장치를 이용하여 도관 보수 작업을 더욱 간소화 시킬 수 있다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은 지하에 매설된 도관을 단시간에 간단하게 보수할 수 있는 도관 보수용 시트 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 지하에 매설된 도관을 단시간에 간단하게 보수할 수 있는 도관 보수방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 디사이클로펜타디엔으로 개질된 불포화폴리에스테르 수지, 증점제, 경화제, 충진제 및 유리섬유를 포함하는 도관 보수용 시트를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 증점제는 산화마그네슘(MgO) 산화칼륨(KaO), 산화바륨(BaO) 및 산화칼슘(CaO)으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 경화제는 저온 경화제 및 중온 경화제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 충진제는 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 알루미나 및 탈크, 크레이로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 유리섬유는 쵸브드 스트랜드 매트(chopped strand mat) 형태인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 디사이클로펜타디엔으로 개질된 불포화폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 증점제 1~5중량부, 경화제 1~5중량부, 충진제 10~100중량부 및 유리섬유 20~40중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한, (a) 디사이클로펜타디엔으로 개질된 불포화폴리에스테르 수지, 충진제, 경화제 및 증점제를 배합하는 단계; (b) 배합된 수지 조성물을 유리섬유에 함침시키는 단계; 및 (c) 수지 조성물로 함침된 유리섬유를 20~30℃에서 15~48시간 동안 숙성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 보수용 시트의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 플렉서블 상태로 제공되는 상기 도관 보수용 시트를 준비하는 도관 보수용 시트 준비 단계, 팽창부재의 내측면에 접하여 장착된 전열재를 구비한 도관 보수 장치의 상기 팽창부재 외측면에 상기 도관 보수용 시트를 둘러 장착하는 도관 보수용 시트 장착 단계, 상기 도관 보수용 시트가 장착된 상기 도관 보수 장치를 관내로 삽입하여 보수 부분에 위치시키고, 상기 도관 보수 장치에 압축 공기를 주입하여 상기 팽창부재를 확경시킴으로써 상기 도관 보수용 시트를 보수할 부분을 포함한 도관 내면에 가압 밀착시키는 도관 보수용 시트 밀착 접합단계, 도관 내면에 밀착 접합된 상기 도관 보수용 시트가 빠른 속도로 경화될 수 있도록 상기 도관 보수 장치의 상기 전열재에 전력을 공급함으로써 상기 도관 보수용 시트에 50℃ 내지 120℃의 열을 가하는 도관 보수용 시트 가열양생단계 및 상기 도관 보수용 시트의 경화가 완료된 후, 관내에 삽입된 상기 도관 보수 장치 내의 공기를 배출하고 상기 도관 보수 장치를 수거하는 도관 보수 장치 수거 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 도관 보수방법을 제공한다.
본 발명에 따른 도관 보수용 시트를 이용하여 지하에 매설된 도관에 대한 비굴착 보수 작업을 실시할 경우, 작업 현장에서 전처리 과정이 필요 없으므로 작업 시간을 극적으로 단축시킬 수 있고, 작업 현장 상황이나 작업자의 숙련도에 따른 작업 편차 없이 도관 보수를 성공적으로 마칠 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 도관 보수용 시트의 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 도관 보수용 시트가 적용될 수 있는 도관 보수 장치의 분해사시도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 도관 보수용 시트를 활용한 도관 보수 방법을 단계별로 나타낸 도면이다.
본 발명에서는 디사이클로펜타디엔으로 개질된 불포화폴리에스테르 수지를 이용하여 시트를 제조할 경우, 강도 및 접착력이 우수하여, 도관 보수를 성공적으로 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 도관 보수시간을 단축시킬 수 있다는 것을 확인하고자 하였다.
본 발명에서는, 디사이클로펜타디엔으로 개질된 불포화폴리에스테르 수지, 증점제, 경화제, 충진제 및 유리섬유를 포함하는 도관 보수용 시트를 제조하고, 이를 이용하여 도관 보수를 수행하였다. 그 결과 일반적인 공법에 비하여 복합수지 교반 및 함침 작업이 필요치 않고, 경화시간을 단축시킬 수 있어서 도관 보수시간을 단축시킬 수 있음을 확인하였다.
특히 보수 작업중 가장 많은 시간을 차지하는 경화시간을 단축시킴으로서 전체 도관 보수 시간을 단축시킬 수 있음을 확인하였다.
따라서, 본 발명은 일 관점에서, 디사이클로펜타디엔으로 개질된 불포화폴리에스테르 수지, 증점제, 경화제, 충진제 및 유리섬유를 포함하는 도관 보수용 시트에 관한 것이다.
상기 불포화폴리에스테르 수지는 무색 투명한 열경화성 수지로, 통상적으로 알려진 바와 같이 무수 말레인산과 푸마르산 같은 불포화 디카르본산(dicarboxylic acid) 및 2가 알코올을 반응시켜 제조한 것을 이용할 수 있다.
예를 들면, 말레산무수물(Maleic Anhydride, MA), 프탈산무수물(Phthalic Anhydride, PA) 및 프로필렌글리콜(Propylene Glycol, PG)을 축합반응시켜 제조한 화학식 1로 표시되는 불포화폴리에스테르(UP)에 스티렌 모노머(Styrene Monomer, SM)를 혼합하면 불포화폴리에스테르 수지(UPR)를 제조할 수 있다.
Figure 112014043467812-pat00001
상기 화학식 1에서 n은 7~12의 정수이다.
한편, 불포화폴리에스테르 수지를 디사이클로펜타디엔(Dicyclopentadiene)으로 개질시킬 경우, 경화 반응시 수축을 줄일 수 있으며, 점성이 낮아지고, 접착력이 크게 향상되므로 도관 보수시 강도를 향상시킬 수 있다.
예를 들면, 말레산무수물(Maleic Anhydride, MA), 프탈산무수물(Phthalic Anhydride, PA) 및 프로필렌글리콜(Propylene Glycol, PG)의 축합반응시 디사이클로펜타디엔(Dicyclopentadiene, DCPD)을 함께 첨가할 경우, 화학식 2로 표시되는 DCPD로 개질된 불포화폴리에스테르(UP)를 제조할 수 있고, 여기에 스티렌 모노머(Styrene Monomer, SM)를 혼합하면 디사이클로펜타디엔(Dicyclopentadiene, DCPD)으로 개질된 불포화폴리에스테르 수지(UPR)를 제조할 수 있다.
Figure 112014043467812-pat00002
상기 화학식 2에서 n은 7~12의 정수이다.
본 발명에 있어서, 증점제는 점도를 증진시키기 위한 것이라면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 알카리토금속계 증점제인 산화마그네슘(MgO), 산화칼륨(KaO), 산화바륨(BaO), 산화칼슘(CaO) 등을 예시할 수 있다.
상기 증점제는 상기 디사이클로펜타디엔으로 개질된 불포화폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 1~5중량부 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 증점제가 1중량부 미만인 경우에는 증점 시간이 길어지는 문제가 있고, 5중량부를 초과 할 경우에는 증점이 너무 빨라 점도 조절이 불가능한 문제가 있다.
본 발명에 있어서, 경화제는 증점이 완료된 시트를 경화시키기 위한 것으로서, 사용하는 팩커(packer)의 가용 온도에 따라 저온 경화제 및 중온 경화제를 함께 사용하는 것이 바람직하다. 저온 경화제는 약 60℃에서 경화가 개시되는 것으로서, Di(4-tert-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate를 예시할 수 있고, 중온 경화제는 약 80℃에서 경화가 개시되는 것으로서, Benzoyl Peroxide를 예시할 수 있다.
상기 저온 경화제 및 중온 경화제는 2~3 : 8~7의 중량비로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 저온 경화제와 중온 경화제의 중량비가 상기 범위를 벗어날 경우 경화가 너무 장시간 또는 단시간 진행되어 성형이 불가능한 문제가 발생될 수 있다.
상기 경화제는 상기 디사이클로펜타디엔으로 개질된 불포화폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 1~5중량부 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 경화제가 1중량부 미만인 경우에는 경화 시간이 너무 길어지는 문제가 있고, 10중량부를 초과할 경우에는 경화가 너무 급속히 진행되어 작업이 불가능하면 제품 강도에 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 있어서, 충진제는 노화방지, 보강, 증량을 위하여 추가되는 것으로서, 통상적으로 사용되는 충진제를 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 알루미나, 탈크, 크레이 등을 예시할 수 있다.
상기 충진제는 상기 디사이클로펜타디엔으로 개질된 불포화폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 10~100중량부 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 충진제가 10중량부 미만인 경우에는 점도가 너무 낮아 증점 전에 유리섬유에서 수지가 빠지는 문제가 있고, 100중량부를 초과할 경우에는 점도가 너무 높아 유리섬유에 함침 시킬 수 없는 문제가 있다.
본 발명에 있어서, 유리섬유는 하수관 보수 후 보수 부위의 강도를 강화시키기 위한 것으로서, 저점도에서도 보수시 전처리 과정에서 핸들링이 가능하도록 쵸브드 스트랜드 매트(chopped strand mat) 형태인 것을 이용하는 것을 특징으로 한다.
상기 유리섬유는 상기 디사이클로펜타디엔으로 개질된 불포화폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 20~40중량부 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 유리섬유가 20중량부 미만인 경우에는 수지의 함량이 너무 많아져 강도가 저하되는 문제가 있고, 40중량부를 초과할 경우에는 상대적으로 수지의 함량이 너무 낮아 강도가 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 다른 관점에서, (a) 디사이클로펜타디엔으로 개질된 불포화폴리에스테르 수지, 충진제, 경화제 및 증점제를 배합하는 단계; (b) 배합된 수지 조성물을 유리섬유에 함침시키는 단계; 및 (c) 수지 조성물로 함침된 유리섬유를 20~30℃에서 15~48시간 동안 숙성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 보수용 시트의 제조방법에 관한 것이다.
상기 배합은 디사이클로펜타디엔으로 개질된 불포화폴리에스테르 수지, 증점제, 경화제 및 충진제가 잘 혼합될 때까지 통상적인 배합기를 이용하여 배합시킨다.
상기 함침은 함침 롤이 장착된 장치를 이용한 자동화 방법 또는 배합된 수지 조성물을 유리섬유에 칠하거나 스프레이하는 수동화 방법으로 수행할 수 있다.
상기 숙성은 도관 보수용 시트의 점도가 250,000~350,000 poise가 되도록, 15~40℃에서 10시간~24시간동안 수행하는 것이 바람직하다. 만일 숙성이 15℃ 미만에서 이루어질 경우 숙성시간이 오래 걸리는 문제가 있고, 40℃를 초과해서 이루어질 경우 숙성시간은 단축되지만 제조된 도관 보수용 시트가 단단해져 작업성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 또 다른 관점에서, 플렉서블 상태로 제공되는 상기 도관 보수용 시트를 준비하는 도관 보수용 시트 준비 단계, 도관 보수용 시트 장착 단계, 상기 도관 보수용 시트를 보수할 부분을 포함한 도관 내면에 가압 밀착시키는 도관 보수용 시트 밀착 접합단계, 전열재에 전력을 공급함으로써 상기 도관 보수용 시트에 열을 가하는 도관 보수용 시트 가열양생단계 및 도관 보수 장치 수거 단계를 포함하여 구성된 도관 보수방법에 관한 것이다.
전열재가 내측면에 장착된 도관 보수 장치의 전열재 온도는 통상 120℃ 정도로 가열되나, 이 경우 실제 외측면 상에 전해지는 온도는 70℃ ~ 90℃ 정도의 범위인 것으로 나타났다.
이러한 온도 조건을 보다 적극적으로 활용하기 위하여, 본 발명에 따른 도관 보수용 시트는 해당 온도 범위인 80℃ 정도에서 경화 개시 온도를 가지는 벤조일 퍼옥사이드를 포함함으로써 상기 온도 범위 내에서도 충분히 경화가 일어날 수 있도록 제공된다.
전술한 도관 보수 방법을 공정 단계별로 다시 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이 팽창부재(20)의 내측면에 전열재가 장착된 도관 보수 장치(100)의 외측면에 미리 제품 형태로 준비된 본 발명에 따른 도관 보수용 시트(60)를 둘러 장착하는 도관 보수용 시트 장착 단계를 수행한다.
이후, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 이동수단(40) 및 도관 보수용 시트(60)가 장착된 도관 보수 장치(100)를 관내로 삽입하여 보수 부분에 위치시키고, 상기 도관 보수 장치에 압축 공기를 주입하여 상기 팽창부재를 확경시킴으로써 상기 도관 보수용 시트를 보수할 부분을 포함한 도관 내면에 가압 밀착시킨다.
이 과정을 통해 도관 보수용 시트(60)는 보수 대상 지점이 포함된 도관의 내면에 밀착 접합되고, 이 상태에서 전열재에 전기를 인가하여 도관 보수용 시트(60)에 열을 가한다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명에 사용되는 도관 보수 장치(100)를 사용하여 전열 작업을 실시할 경우 도관 보수용 시트(60)에 전해지는 가열 온도는 통상 70℃ ~ 90℃이므로, 본 발명에 따라 제조된 도관 보수용 시트(60)의 경화가 개시되기에 적합한 온도이며, 따라서 가열과 거의 동시에 도관 보수용 시트(60)의 경화가 시작된다.
이후, 경화가 완료되면 도 6에 도시된 바와 같이 도관 보수 장치를 수거하게 되는데, 본 발명에 따른 도관 보수용 시트(60)를 이용할 경우 이때까지 소요되는 시간은 20 내지 30분 정도에 불과하다.
[실시예]
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1~4: 경화제에 따른 도관 보수용 시트 제조
하기 표 1에 기재된 바와 같이, DCPD로 개질된 UPR(CCP Korea, 한국) 100중량부를 기준으로 경화제 및 충진제를 혼합하고 1200rpm으로 20분간 교반시킨 후, 증점제(MgO)를 첨가하고 다시 1200rpm으로 10분간 교반시켜 수지 조성물을 배합시켰다.
이때, 경화제는 저온 경화제인 Di(4-tert-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate(Percadox 16, Degussa)과 중온 경화제인 Benzoyl Peroxide(BPO, 한솔케미칼)을 함께 이용하였다.
다음으로 배합된 수지 조성물을 유리섬유(CSM#380(KCC, 한국))에 도포한 후, 함침롤러를 이용하여 유리섬유에 함침시키고, 30℃에서 숙성 점도가 300,000poise가 될 때까지 숙성시켜 도관 보수용 시트를 제조하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
DCPD개질 UPR 100 100 100 100
증점제(MgO) 1 1 1 1
경화제(BPO) 1.5 1.2 1 0
경화제(Percadox16) 0 0.3 0.5 1.5
충진제(탄산칼슘) 20 20 20 20
유리섬유 30 30 30 30
실시예 1~4에서 제조된 도관 보수용 시트를 팩커(packer)에 장착한 후, 온도를 110℃로 세팅하여 경화시킨 결과, 실시예 1은 경화시간이 70분으로서 너무 오래 걸리고, 실시예 4는 패커 팽창중 경화가 일어났다. 반면, 실시예 2의 도관 보수용 시트는 경화시간이 40분, 실시예 3의 도관 보수용 시트는 경화시간이 25분으로서 성형시 적당할 것으로 판명되었다.
그러나, 실시예 2 및 실시예 3의 경우, 숙성시간이 48시간 이상으로서, 숙성시간을 보다 단축시키는 증점제의 배합비를 확인할 필요가 있었다.
실시예 5~8: 증점제에 따른 도관 보수용 시트 제조
하기 표 2에 기재된 바와 같이, DCPD로 개질된 UPR(CCP Korea, 한국) 100중량부를 기준으로 경화제 및 충진제를 혼합하고 1200rpm으로 20분간 교반시킨 후, 증점제(MgO)를 첨가하고 다시 1200rpm으로 10분간 교반시켜 수지 조성물을 배합시켰다.
이때, 경화제는 저온 경화제인 Di(4-tert-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate(Percadox 16, Degussa)과 중온 경화제인 Benzoyl Peroxide(BPO, 한솔케미칼)을 함께 이용하였다.
다음으로 배합된 수지 조성물을 유리섬유(CSM#380(KCC, 한국))에 도포한 후, 함침롤러를 이용하여 유리섬유에 함침시키고, 30℃에서 숙성 점도가 300,000poise가 될 때까지 숙성시켜 도관 보수용 시트를 제조하였다.
실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8
DCPD개질 UPR 100 100 100 100
증점제(MgO) 1 2 3 6
경화제(BPO) 1 1 1 1
경화제(Percadox16) 0.5 0.5 0.5 0.5
충진제(탄산칼슘) 30 30 30 30
유리섬유 30 30 30 30
실시예 8은 숙성시간이 10시간 이내로 소요되어 완제품의 저장성에 문제가 발생될 것으로 보이나, 실시예 5는 48시간, 실시예 6은 30시간, 그리고, 실시예 7은 17시간 소요되어 완제품의 저장성이 우수할 것으로 확인되었다.
실험예 1~2: 도관 보수용 시트의 물성 평가
유리섬유로 CSM#380(KCC, 한국)을 2장 겹쳐서 사용하고(실험예 1), LT380/M380-E06(동일산자, 한국)을 사용한 것(실험예 2)을 제외하고는 실시예 7과 동일한 방법으로 도관 보수용 시트를 제조한 다음 물성을 평가하고, 그 결과를 표 3에 나타내었다. 기존 도관 보수 제품(ALPS 공법, (주)평원개발)을 비교예로 하여 동일한 조건에서 물성을 평가하였다.
구분 실험예 1 실험예 2 비교예 측정법
인장강도 215Mpa 230Mpa 210MPa KS M 3381
굴곡강도 352MPa 367MPa 347MPa KS M 3382
굴곡탄성율 9.82GPa 9.94GPa 9.75GPa KS M 3382
접착강도 26kg/cm2 26kg/cm2 25kg/cm2 KS M 3734
성형품두께 2.5mm 2.8mm 2.8mm
점도 270,000poise 270,000poise 35poise KS M 3331
표 3에 나타난 바와 같이, 실험예 1 및 실험예 2의 도관 보수용 시트는 강도가 우수한 것으로 알려져, 현장에서 널리 이용되는 제품(비교예)과 비교하여 인장강도, 굴곡강도 등의 물성이 동등 이상인 것을 확인할 수 있었다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. 디사이클로펜타디엔으로 개질된 불포화폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 증점제 1~5중량부, 경화제 1~5중량부, 충진제 10~100중량부 및 유리섬유 20~40중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 보수용 시트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 증점제는 산화마그네슘(MgO) 산화칼륨(KaO), 산화바륨(BaO) 및 산화칼슘(CaO)으로 구성된 군으로부터 선택되는 1 이상인 것을 특징으로 하는 도관 보수용 시트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 경화제는 저온 경화제 및 중온 경화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 보수용 시트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 충진제는 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 알루미나 및 탈크, 크레이로 구성된 군으로부터 선택되는 1 이상인 것을 특징으로 하는 도관 보수용 시트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유리섬유는 쵸브드 스트랜드 매트(chopped strand mat) 형태인 것을 특징으로 하는 도관 보수용 시트.
  6. 삭제
  7. (a) 디사이클로펜타디엔으로 개질된 불포화폴리에스테르 수지, 충진제, 경화제 및 증점제를 배합하는 단계;
    (b) 배합된 수지 조성물을 유리섬유에 함침시키는 단계; 및
    (c) 수지 조성물로 함침된 유리섬유를 20~30℃에서 15~48시간 동안 숙성 시키는 단계를 포함하는 도관 보수용 시트의 제조방법에 있어서,
    상기 수지 조성물은 상기 디사이클로펜타디엔으로 개질된 불포화폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 증점제 1~5중량부, 경화제 1~5중량부, 충진제 10~100중량부가 배합된 것이고, 상기 수지 조성물은 상기 디사이클로펜타디엔으로 개질된 불포화폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 20~40중량부의 유리섬유에 함침되는 것을 특징으로 하는 도관 보수용 시트의 제조방법.
  8. 플렉서블 상태로 제공되는 제1항 내지 제5항중 어느 한 항의 도관 보수용 시트를 준비하는 도관 보수용 시트 준비 단계;
    팽창부재의 내측면에 접하여 장착된 전열재를 구비한 도관 보수 장치의 상기 팽창부재 외측면에 상기 도관 보수용 시트를 둘러 장착하는 도관 보수용 시트 장착 단계;
    상기 도관 보수용 시트가 장착된 상기 도관 보수 장치를 관내로 삽입하여 보수 부분에 위치시키고, 상기 도관 보수 장치에 압축 공기를 주입하여 상기 팽창부재를 확경시킴으로써 상기 도관 보수용 시트를 보수할 부분을 포함한 도관 내면에 가압 밀착시키는 도관 보수용 시트 밀착 접합단계;
    도관 내면에 밀착 접합된 상기 도관 보수용 시트가 빠른 속도로 경화될 수 있도록 상기 도관 보수 장치의 상기 전열재에 전력을 공급함으로써 상기 도관 보수용 시트에 50℃ 내지 120℃의 열을 가하는 도관 보수용 시트 가열양생단계 및;
    상기 도관 보수용 시트의 경화가 완료된 후, 관내에 삽입된 상기 도관 보수 장치 내의 공기를 배출하고 상기 도관 보수 장치를 수거하는 도관 보수 장치 수거 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 도관 보수방법.
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